层级Ⅲ 运用“一课一题”·掌握解题流程·计算大题“整化零(讲义)-【新高考方案】2024高考物理浙江第二次选考专题增分方略

新高考方案选考专题增分方略物理 层级Ⅲ： 运用“一课一题”·掌握解题流程·计算大题“整化零” 微专题Ⅲ “电场与磁场”计算大题解题研究 一课一题 精研一题·胜做百题 [典例门(2022·山东等级考，节选)中国“人造 [思维建模] 太阳”在核聚变实验方面取得新突破，该装置中用 物理过程 模型建立 电磁场约束和加速高能离子，其部分电磁场简化 正离子甲在电场中受沿y 轴负向的电场力，从O上平 正离子甲在3k平面内做 模型如图所示，在三维坐标系Oxy之中，0<x≤d 面内的A点以与x轴正方 类斜抛运动 空间内充满匀强磁场I,磁感应强度大小为B,方 向夹角为3的速度射入电场 向沿x轴正方向：一3d≤x<0、y≥0的空间内充 正离子甲从O点以沿：轴 正离子甲在yOx平面内 满匀强磁场Ⅱ，磁感应强度大小为号B,方向平行 正方向的速度射入匀强磁 做圆周运动，偏转半个周 场工，速度与匀强磁场I 期进入匀强磁场Ⅱ 于xOy平面、与x轴正方向夹角为45°：x<0、y≤ 方向垂直 正离子甲从y轴射入句强 正离子甲在过入射点且与 0的空间内充满沿y轴负方向的匀强电场。质量 磁场Ⅱ，速度方向与磁场 句强磁场Ⅱ方向垂直的 为m、带电量为十q的离子甲，从yOx平面第三象 边界垂直，也与匀强磁场 平面内做圆周运动，偏转 限内距y轴为L的点A以一定速度出射，速度方 Ⅱ方向垂直 半个周期进入匀强磁场I 向与x轴正方向夹角为B,在yO:平面内运动一段 [科学思维] 时间后，经坐标原点O沿：轴正方向进人磁场I。 离子甲在yOz平而内做类斜抛运动 不计离子重力。 沿x轴正方向：匀速直 分解运动 线运动 沿y轴止方 向：匀变速 沿y轴 直线运动 正方向 在y02平面内运动一段时问后，经坐标 速度减 原点O沿z轴张方向进入磁场I 为零 利用牛顿第二定律求解加速度，根据两个分运动的等 3d 时性，结合位移和速度关系求解电场强度的大小E 离了甲从坐标原点)沿z轴止方向进入磁场I中，在 (1)当离子甲从A点出射速度为vo时，求电场强 磁场I中做匀速圆局运动，经过磁场1偏转后从y轴 度的大小E: 进入磁场Ⅱ中，继续做匀速圆周运动 (2)若使离子甲进人磁场后始终在磁场中运动，求 洛伦靠 磁场1中：gm产 进入磁场时的最大速度vm: 力提供 向心力 飚场Ⅱ中：·受罗 (3)离子甲以B的速度从0点沿。轴正方向第 2m 粒子不射出磁场 一次穿过xOy面进入磁场I,求第四次穿过 3 ≤d02≤3d xOy平面的位置坐标（用d表示）。 确定进入磁场时的设大速度】 |84 第三板块 电场与磁场 说明：由r2=√2n可知，只要离子不从下边界 离子经过磁场I偏转后从y轴进入磁场Ⅱ中， 穿出，那就会从x轴沿之轴正方向回到磁场I。 由洛伦滋力提供向心力可得q加·B=m心 2 根据离子甲在两 个磁场区域内的 可得r2=2r 偏转，确定离子 T甲」（第2次 (第3次)中 45W 为了使离子始终在磁场中运动，需满足广1≤d, 甲四次穿过xOy V甲2 平面的位置 (第 ≤3d,联立可得≤gBd 要使离子甲进入磁场后始终在磁场中运动，进 第1次： 第2次：离 第3次：离子 第4次：离子 离子甲从子甲在磁树 甲在过W点与 甲进入磁场I 入磁场时的最大速度m=9B 0点沿z轴 」中偏转半 磁场Ⅱ垂直的 后，在过M点 正方向穿 个周期，从 平面内做阅周 并与yO:平面 (3)离子甲以的速度从0点沿：轴正方向第 过xOy平 Y轴上的N 运动，偏转半 平行的整直而 2m 面，进入 点沿z轴负 个周期，从 内继续编转半 一次穿过xOy面进入磁场I,离子甲在磁场1 磁场1 方向进入 轴上M点射出 个周期穿过 磁场Ⅱ 磁场Ⅱ，再次 x0y平面 进入磁场1 中的轨途丰径为厅一器号 离子甲在磁场Ⅱ中的轨迹半径为 结合离子甲在两个磁场区战的圆周运动半径即可 70 r2= =V2d 确定位置坐标 2 第2次 [解题观摩] 离子甲从第一次穿过到 (第3次) 第4次) (1)如图甲所示，将离子甲从 第四次穿过xOy平面的 A点的出射速度o分解到 运动情境，如图丙所示 公 沿y轴方向和：轴方向，离 离子甲第四次穿过xOy平面的x坐标为 子受到的电场力沿y轴负 x4=2r2sin45°=d,y坐标为y4=2r1=d 方向，可知离子沿之轴方向 故离子甲第四次穿过xOy平面的位置坐标为 做匀速直线运动，沿y轴方向做匀减速直线运 (d,d,0) 动，从A到O的过程，有 [答案] (1)m2 sin pcos月 (2)9Bd L=tcos Bt,vsin B=at,a=E qL (3)(d,d,0) 联立解得E-m2 sin peos月 d [微点拨] qL (1)会用运动的合成与分解的思想处理带电粒子在 01 (2)如图乙所示，离子甲从坐标 15